KR102385357B1 - Led 조명 장치, 그리고 그의 조광 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치는 LED 어레이, 상기 LED 어레이의 조광을 제어하는 제1 제어부, 상기 LED 어레이의 조광을 제어하기 위한 조광 제어 신호를 상기 제1 제어부로 전달하는 제2 제어부, 그리고 상기 제1 제어부 측에 연결된 1차 코일 및 상기 제2 제어부 측에 연결된 2차 코일을 포함하고, 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일 사이가 절연된 트랜스포머를 포함하고, 상기 제1 제어부는 소정 주기로 온_오프를 반복하는 펄스 신호를 상기 트랜스포머를 통하여 상기 제2 제어부로 전달하고, 상기 제2 제어부는 상기 펄스 신호가 오프될 때, 상기 조광 제어 신호를 상기 트랜스포머를 통하여 상기 제1 제어부로 전달하며, 상기 제1 제어부는 상기 제2 제어부로부터 수신한 교류 신호인 상기 조광 제어 신호를 직류 신호로 정류한 후, 오프셋 전압을 제거한 값을 이용하여 상기 LED 어레이의 조광을 제어한다.

Description

LED 조명 장치, 그리고 그의 조광 제어 방법{LED LIGHTING DEVICE, AND LIGHT CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 LED(Light Emitting Diode) 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 조명 장치의 조광 제어 방법에 관한 것이다.
형광등, 백열등, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등이 실내외 조명 장치로 활용되고 있다. 그 중, LED를 이용한 조명장치는 형광등에 비하여 소비 전력이 낮고 반영구적인 장점을 가진다.
도 1은 LED 조명 장치를 포함하는 조명 시스템의 한 예이다.
도 1을 참조하면, LED 조명 장치(10)는 전원(20)으로부터 전력을 공급 받으며, LED 어레이(12) 및 조광 회로(14)를 포함한다.
복수의 LED 조명 장치(10)는 하나의 조광기(30)에 의하여 제어될 수 있다.
이때, 복수의 LED 조명 장치(10) 중 하나에 대하여 쇼트(short) 또는 서지(surge) 등의 과전압으로 인하여 고장이 발생한 경우, 그 고장은 DIM+ 및 DIM- 와이어를 통하여 조광기(30)로 확산된다. 이에 따라, 안정적으로 동작하던 다른 LED 조명 장치(10)로도 그 고장이 확산되어 2차 피해가 발생할 수 있다.
이에, 절연 구조의 조광 회로를 사용하고자 하는 시도가 있다. 절연 구조의 조광 회로는 LED 어레이 측의 1차 코일과 조광기 측의 2차 코일을 절연시키는 절연 트랜스포머를 포함하며, 이에 따라 하나의 LED 조명 장치에서 발생한 고장은 다른 LED 조명 장치로 확산되지 않을 수 있다.
다만, 일반적인 절연 구조의 조광 회로는 다수의 반도체 소자를 사용하므로, 회로 복잡도가 높고, 정확한 조광 제어가 어려운 문제가 있다. 또한, 큰 인덕턴스가 요구되며, 이에 따라 절연 트랜스포머의 크기가 커지므로, 가격 및 공간적인 효율이 낮은 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 절연 트랜스포머를 포함하는 LED 조명 장치, 그리고 그의 조광 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치는 LED 어레이, 상기 LED 어레이의 조광을 제어하는 제1 제어부, 상기 LED 어레이의 조광을 제어하기 위한 조광 제어 신호를 상기 제1 제어부로 전달하는 제2 제어부, 그리고 상기 제1 제어부 측에 연결된 1차 코일 및 상기 제2 제어부 측에 연결된 2차 코일을 포함하고, 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일 사이가 절연된 트랜스포머를 포함하고, 상기 제1 제어부는 소정 주기로 온_오프를 반복하는 펄스 신호를 상기 트랜스포머를 통하여 상기 제2 제어부로 전달하고, 상기 제2 제어부는 상기 펄스 신호가 오프될 때, 상기 조광 제어 신호를 상기 트랜스포머를 통하여 상기 제1 제어부로 전달하며, 상기 제1 제어부는 상기 제2 제어부로부터 수신한 교류 신호인 상기 조광 제어 신호를 직류 신호로 정류한 후, 오프셋 전압을 제거한 값을 이용하여 상기 LED 어레이의 조광을 제어한다.
상기 제1 제어부는 상기 조광 제어 신호를 정류하기 위한 다이오드 및 상기 다이오드와 직류 전원 사이에 연결되는 캐패시터를 포함하는 정류부, 그리고 상기 정류부로부터 출력된 신호로부터 상기 오프셋 전압을 제거하는 오프셋 전압 제거부를 포함하며, 상기 오프셋 전압은 상기 직류 전원의 전압 값을 포함할 수 있다.
상기 오프셋 전압 제거부는 전압 분배를 이용하여 상기 오프셋 전압을 제거할 수 있다.
상기 오프셋 전압 제거부는 상기 정류부 및 상기 LED 어레이 사이에 직렬 연결된 복수의 저항, 그리고 상기 복수의 저항 중 하나에 병렬 연결된 제너 다이오드 또는 션트 레귤레이터를 포함할 수 있다.
상기 조광 제어 신호는 조광기로부터 출력된 전압에 소정의 보정 전압이 더해진 신호일 수 있다.
상기 보정 전압은 상기 조광기에 직렬 연결된 복수의 저항, 그리고 상기 복수의 저항 중 하나에 병렬 연결된 제너 다이오드 또는 션트 레귤레이터에 의하여 생성될 수 있다.
상기 오프셋 전압은 상기 보정 전압을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치의 조광 제어 방법은 LED 어레이 측에 배치된 제1 제어부가 소정 주기로 온_오프를 반복하는 펄스 신호를 생성하는 단계, 상기 제1 제어부가 상기 펄스 신호를 조광기 측에 배치된 제2 제어부로 절연 트랜스포머를 통하여 전달하는 단계, 상기 펄스 신호가 오프될 때, 상기 제2 제어부는 상기 절연 트랜스포머를 통하여 상기 LED 어레이를 제어하기 위한 조광 제어 신호를 상기 제1 제어부로 전달하는 단계, 제1 제어부는 교류 신호인 상기 조광 제어 신호를 직류 신호로 정류하는 단계, 상기 제1 제어부는 정류된 신호로부터 오프셋 전압을 제거하는 단계, 그리고 상기 제1 제어부는 오프셋 전압이 제거된 신호를 이용하여 상기 LED 어레이의 조광을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 오프셋 전압이 제거된 신호의 전압은 상기 조광기가 출력한 전압과 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적은 개수의 스위칭 소자를 이용하여 간단한 구조로 구현이 가능하고, 높은 정확도를 가지면서도 절연이 가능한 조광 회로를 얻을 수 있다. 이에 따라, LED 조명 장치의 조광이 용이하며, LED 조명 장치의 생산 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 조광의 정확도가 절연 트랜스포머의 인덕턴스 값에 크게 영향을 받지 않으므로, 인덕턴스 값을 낮게 설계할 수 있으며, 낮은 크기의 절연 트랜스포머를 사용하는 것이 가능하다.
도 1은 LED 조명 장치를 포함하는 조명 시스템의 한 예이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치를 포함하는 조명 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치에 포함되는 조명 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치의 조광 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치에 포함되는 조광 회로의 회로도를 나타낸다.
도 6은 P3 노드로 전달된 조광 제어 정보의 예를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치를 포함하는 조명 시스템을 나타낸다.
도 2를 참조하면, LED 조명 장치(100)는 전원(200)으로부터 전력을 공급 받으며, LED 어레이(120) 및 조광 회로(140)를 포함한다.
복수의 LED 조명 장치(100)는 하나의 조광기(300)에 의하여 제어될 수 있다.
이때, 조광 회로(140)는 LED 어레이(120) 측의 1차 코일과 조광기(300) 측의 2차 코일을 절연시키는 절연 트랜스포머를 포함하는 절연 조광 회로이다. 이에 따라, 복수의 LED 조명 장치(100) 중 하나에 대하여 쇼트(short) 또는 서지(surge) 등의 과전압으로 인하여 고장이 발생하더라도, 그 고장이 조광기(300)로 확산되거나, 인접하는 다른 LED 조명 장치(10)로 확산되는 문제를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치에 포함되는 조명 시스템의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치의 조광 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 조광 회로(140)는 제1 제어부(142), 제2 제어부(144) 및 절연 트랜스포머(146)를 포함한다.
제1 제어부(142)는 LED 어레이(120) 측에 연결되며, LED 어레이(120)의 조광을 제어한다. 제2 제어부(144)는 조광기(300) 측에 연결되며, 조광기(300) 측으로부터 LED 어레이(120)의 조광을 제어하기 위한 조광 제어 신호를 수신한 후, 이를 제1 제어부(142)로 전달한다. 그리고, 절연 트랜스포머(146)는 제1 제어부(142) 측에 연결된 1차 코일(T1) 및 제2 제어부(144) 측에 연결된 2차 코일(T2)을 포함하며, 1차 코일(T1) 및 2차 코일(T2) 사이는 절연된다. 그리고, 절연 트랜스포머(146)는 1차 코일(T1) 및 2차 코일(T2)의 턴비가 1:1이고, 플라이백(flyback) 방식으로 동작할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3 내지 4를 참조하면, 제1 제어부(142)는 펄스 생성부(1422), 신호 정류부(1424) 및 오프셋 전압 제거부(1426)를 포함하며, 제2 제어부(144)는 신호 처리부와 혼용될 수 있다.
제1 제어부(142)의 펄스 생성부(1422)는 소정 주기로 온-오프를 반복하는 펄스 신호를 생성하며(S400), 생성한 펄스 신호를 절연 트랜스포머(146)를 통하여 제2 제어부(144)로 전달한다(S410). 이때, 펄스 신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있으며, 제1 제어부(142) 측으로 입력되는 직류 전원의 전압 값에 대하여 소정의 듀티 비, 예를 들어 30%의 듀티 비를 가지는 신호일 수 있다.
펄스 신호가 오프될 때, 제2 제어부(144)는 LED 어레이(120)를 제어하기 위한 조광 제어 신호를 절연 트랜스포머(146)를 통하여 제1 제어부(142)로 전달한다(S420). 여기서, 조광 제어 신호는 LED 어레이(120)의 밝기를 제어하기 위하여 조광기(300)로부터 출력된 값으로, 사용자에 의하여 설정되거나, 주변 조도에 따라 자동으로 설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 조광 제어 신호는 0 내지 10V의 값을 가지거나, 1 내지 10V의 값을 가질 수 있으며, 값이 커질수록 LED 어레이(120)가 밝아지고, 값이 작아질수록 LED 어레이(120)가 어두워지도록 하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 조광 제어 신호는 조광기(300)로부터 출력된 전압에 소정의 보정 전압이 더해진 신호일 수도 있다. 소정의 보정 전압은 조광 제어 신호가 제1 제어부(142)에서 읽혀질 수 있는 수준으로 처리되기 위하여 더해지거나, 조광기(300)로부터 출력된 전압이 안정적인 값을 유지하기 위하여 더해진 값일 수 있다.
절연 트랜스포머(146)를 통하여 제1 제어부(142)로 전달된 조광 제어 신호는 교류 신호일 수 있다. 이에 따라, 제1 제어부(142)는 교류 신호인 조광 제어 신호를 직류 신호로 정류한다(S430). 이를 위하여, 신호 정류부(1424)는 다이오드 및 캐패시터를 포함할 수 있으며, 제2 제어부(144)로부터 전달된 조광 제어 신호가 다이오드를 통해 직류 신호로 정류된 후, 캐패시터에 저장될 수 있다. 이때, 캐패시터의 일단은 직류 전원과 연결될 수 있으며, 이에 따라, 신호 정류부(1424)로부터 출력된 값은 제2 제어부(144)로부터 전달된 조광 제어 신호에 직류 전원의 전압 값이 더해진 값일 수 있다.
다음으로, 제1 제어부(142)의 오프셋 전압 제거부(1426)는 제1 제어부(142)의 신호 정류부(1424)에 의하여 정류된 신호로부터 오프셋 전압을 제거한 후(S440), LED 어레이(120)의 조광을 제어한다(S450). 오프셋 전압은 조광기(300)가 LED 어레이(120)의 조광을 제어하기 위하여 출력한 전압에 추가로 더해진 값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 전압은 신호 정류부(1424)에서 더해진 직류 전원의 전압 값을 포함할 수 있다. 또는, 오프셋 전압은 제2 제어부(144)에서 조광기(300)가 출력한 전압에 추가로 더해진 보정 전압을 더 포함할 수도 있다. 이에 따라, 오프셋 전압이 제거된 신호의 전압은 조광기(300)가 출력한 전압과 동일할 수 있다.
도시되지 않았으나, 오프셋 전압 제거부(1426)와 LED 어레이(120) 사이에는 MCU(Main Control Unit)이 더 배치될 수 있다. 오프셋 전압이 제거되면, 조광 제어 신호는 조광기(300)로부터 출력된 전압 값과 동일한 값, 즉 MCU가 읽을 수 있는 값으로 변환될 수 있다.
이하, 회로도를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 LED 조명 장치에 포함되는 조광 회로의 회로도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 조광 회로(140)는 제1 제어부(142), 제2 제어부(144) 및 절연 트랜스포머(146)를 포함한다.
제1 제어부(142)는 LED 어레이(120) 측에 연결되며, LED 어레이(120)의 조광을 제어한다. 제2 제어부(144)는 조광기(300) 측에 연결되며, 조광기(300) 측으로부터 LED 어레이(120)의 조광을 제어하기 위한 조광 제어 신호를 수신하고, 이를 제1 제어부(142)로 전달한다. 그리고, 절연 트랜스포머(146)는 제1 제어부(142) 측에 연결된 1차 코일(T1) 및 제2 제어부(144) 측에 연결된 2차 코일(T2)을 포함하며, 1차 코일(T1) 및 2차 코일(T2) 사이는 절연된다. 여기서, 절연 트랜스포머(146)는 1차 코일(T1) 및 2차 코일(T2)의 턴비가 1:1이고, 플라이백(flyback) 방식으로 동작할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 제어부(142)는 펄스 생성부(1422), 신호 정류부(1424) 및 오프셋 전압 제거부(1426)를 포함하며, 제2 제어부(144)는 신호 처리부와 혼용될 수 있다.
제1 제어부(142)의 펄스 생성부(1422)는 소정 주기로 온-오프를 반복하는 펄스 신호를 생성한다. 펄스 생성부(1422)는 트랜지스터(Q1), 예를 들어 FET(Field Effect Transister)를 포함하며, 펄스 신호는 트랜지스터(Q1)의 게이트 전극에 인가될 수 있다. 그리고, 트랜지스터(Q1)의 드레인 전극은 절연 트랜스포머(146)의 1차 코일(T1)에 연결될 수 있다.
이에 따라, 펄스 생성부(1422)에서 생성된 펄스 신호는 절연 트랜스포머(146)를 통하여 제2 제어부(144)로 전달된다. 이때, 펄스 신호는 제1 제어부(142) 측으로 입력되는 직류 전원의 전압 값인 VDC에 대하여 소정의 듀티 비를 가질 수 있다. 예를 들어, VDC가 12V이고, 듀티 비가 30%인 경우, 평상 시 제2 제어부(144)의 P1 노드에는 12V의 듀티 비가 30%인 펄스 신호가 걸려 있게 된다.
한편, 조광기(300)가 LED 어레이(120)의 조광을 제어하기 위한 전압 값을 출력한 경우, 제2 제어부(144), 즉 신호 처리부는 DIM+ 선 및 DIM- 선을 통하여 조광기(300)로부터 조광 제어 신호를 수신한다. 여기서, 조광 제어 신호는 LED 어레이(120)의 밝기를 제어하기 위하여 조광기(300)로부터 출력된 값으로, 사용자에 의하여 설정되거나, 주변 조도에 따라 자동으로 설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 조광 제어 신호는 0 내지 10V의 값을 가지거나, 1 내지 10V의 값을 가질 수 있으며, 값이 커질수록 LED 어레이(120)가 밝아지고, 값이 작아질수록 LED 어레이(120)가 어두워지도록 하는 것을 의미할 수 있다. 정전압을 얻기 위하여, DIM+ 선 및 DIM- 선 사이에는 제너 다이오드(ZD1)가 연결될 수 있다.
이때, 제2 제어부(144)는 조광기(300)로부터 출력된 전압에 소정의 보정 전압을 더할 수도 있다. 소정의 보정 전압은 조광 제어 신호가 제1 제어부(142)에서 읽혀질 수 있는 수준으로 처리되기 위하여 더해지거나, 조광기(300)로부터 출력된 전압이 안정적인 값을 유지하기 위하여 더해진 값일 수 있다. 보정 전압은 전압 분배에 의하여 더해질 수 있다. 이를 위하여, 제2 제어부(144)는 DIM- 선에 직렬 연결된 2개의 저항(R5, R6), 저항(R5)에 병렬 연결된 션트 레귤레이터(shunt regulator, U2) 또는 제너 다이오드, 그리고 저항(R5)에 병렬 연결된 캐패시터(C4)를 포함할 수 있다. 보정 전압의 크기는 2개의 저항(R5, R6)의 저항 비에 따라 제어될 수 있으며, 션트 레귤레이터 또는 제너 다이오드에 따라 안정적인 값이 유지될 수 있다.
평상 시 P1 노드에는 제1 제어부(142)로부터 전달된 펄스 신호가 걸려 있으나, 조광기(300)로부터 LED 어레이(120)의 조광을 제어하기 위한 전압 값이 출력된 경우 P1 노드에는 조광 제어 신호가 인가된다. 그리고, 제1 제어부(142)로부터 전달된 펄스 신호가 오프될 때, P1 노드에 인가된 값은 플라이백 방식을 이용하여 절연 트랜스포머(146)를 통하여 제1 제어부(142) 측으로 전달한다. 이에 따라, 제2 제어부(144)로부터 전달된 조광 제어 신호는 제1 제어부(142)의 P3 노드에 리플렉션될 수 있다. 도 6은 P3 노드로 전달된 조광 제어 정보의 예를 나타낸다. 도 6에서는 조광기(300)로부터 출력된 전압 값이 1V의 값을 가지는 경우 및 10V의 값을 가지는 경우를 예시하고 있다.
다음으로, P3 노드로 리플렉션된 조광 제어 신호는 제1 제어부(142)의 신호 정류부(1424))에 의하여 정류된다. 이를 위하여, 신호 정류부(1424)는 다이오드(D1) 및 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다. 다이오드의 일단은 P3 노드에 연결되고, 타단은 P2 노드에 연결될 수 있다. 그리고, 캐패시터(C1)의 일단은 직류 전원인 VDC에 연결되고, 타단은 P2 노드에 연결될 수 있다. 이에 따라, P3 노드로 리플렉션된 교류 신호인 조광 제어 신호가 다이오드(D1)를 통하여 직류 신호로 정류된 후, 캐패시터(C1)에 저장된다. 이에 따라, P2 노드에는 P3 노드로 리플렉션된 조광 제어 신호에 직류 전원(VDC)의 전압 값이 더해진 값이 인가될 수 있다. 이를 위하여, 신호 정류부(1424)는 스너버 회로의 일부 구성을 포함할 수도 있다. 스너버 회로는 펄스 신호의 캡 성분으로 인한 스파이크를 자르는 역할을 하는 회로로, 조광 제어 신호의 레벨을 검출하는데 이용될 수 있다.
다음으로, 제1 제어부(142)의 오프셋 전압 제거부(1426)는 P2 노드에 인가된 전압으로부터 오프셋 전압을 제거한 후, LED 어레이(120)의 조광을 제어한다. 오프셋 전압은 조광기(300)로부터 출력된 전압 값에 추가로 더해진 값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 전압은 신호 정류부(1424)에서 더해진 직류 전원의 전압 값을 포함할 수 있다. 오프셋 전압은 제2 제어부(144)에서 추가로 더해진 소정의 보정 전압을 더 포함할 수도 있다.
오프셋 전압 제거부(1426)는 전압 분배를 이용하여 오프셋 전압을 제거할 수 있다. 이를 위하여, 오프셋 전압 제거부(1426)는 직렬 연결된 2개의 저항(R1, R2), 션트 레귤레이터(U1) 및 캐패시터(C2)를 포함하며, 저항(R1)의 일단은 P2 노드에 연결되고, 타단은 다른 저항(R2)에 연결되며, 저항(R2)에는 캐패시터(C2) 및 션트 레귤레이터(U1)가 각각 병렬 연결될 수 있다. 이에 따라, P2 노드에 인가된 전압으로부터 오프셋 전압이 제거될 수 있으며, 조광기(300)가 실제로 출력한 값이 LED 어레이(120)의 조광을 위하여 인가될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 조광 회로가 절연 트랜스포머를 포함하므로, 복수의 LED 조명 장치를 포함하는 조명 시스템 내에서 하나의 LED 조명 장치에 고장이 발생하더라도, 그 고장이 다른 LED 조명 장치 또는 조광기로 확산되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 제어부의 펄스 신호가 제2 제어부로 전달되고, 제2 제어부의 조광 제어 신호가 플라이백 방식으로 제1 제어부로 전달된 후, 정류 및 오프셋 전압 제거 과정을 수행하므로, 간단한 회로 구조를 이용하여 정확한 조광 제어가 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: LED 조명 장치
120: LED 어레이
140: 조광 회로
142: 제1 제어부
144: 제2 제어부
146: 절연 트랜스포머
300: 조광기
1422: 펄스 생성부
1424: 신호 정류부
1426: 오프셋 전압 제거부

Claims (10)

  1. LED 어레이,
    상기 LED 어레이의 조광을 제어하는 제1 제어부,
    상기 LED 어레이의 조광을 제어하기 위한 조광 제어 신호를 상기 제1 제어부로 전달하는 제2 제어부, 그리고
    상기 제1 제어부 측에 연결된 1차 코일 및 상기 제2 제어부 측에 연결된 2차 코일을 포함하고, 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일 사이가 절연된 트랜스포머를 포함하고,
    상기 제1 제어부는 소정 주기로 온_오프를 반복하는 펄스 신호를 상기 트랜스포머를 통하여 상기 제2 제어부로 전달하고,
    상기 제2 제어부는 상기 펄스 신호가 오프될 때, 상기 조광 제어 신호를 상기 트랜스포머를 통하여 상기 제1 제어부로 전달하며,
    상기 제1 제어부는 상기 제2 제어부로부터 수신한 교류 신호인 상기 조광 제어 신호를 직류 신호로 정류한 후, 오프셋 전압을 제거한 값을 이용하여 상기 LED 어레이의 조광을 제어하고,
    상기 제1 제어부는
    상기 조광 제어 신호를 정류하기 위한 다이오드 및 상기 다이오드와 직류 전원 사이에 연결되는 캐패시터를 포함하는 정류부, 그리고
    상기 정류부로부터 출력된 신호로부터 상기 오프셋 전압을 제거하는 오프셋 전압 제거부를 포함하며,
    상기 오프셋 전압은 상기 직류 전원의 전압 값을 포함하는 LED 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오프셋 전압 제거부는 전압 분배를 이용하여 상기 오프셋 전압을 제거하는 LED 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오프셋 전압 제거부는 상기 정류부 및 상기 LED 어레이 사이에 직렬 연결된 복수의 저항, 그리고 상기 복수의 저항 중 하나에 병렬 연결된 제너 다이오드 또는 션트 레귤레이터를 포함하는 LED 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조광 제어 신호는 조광기로부터 출력된 전압에 소정의 보정 전압이 더해진 신호인 LED 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보정 전압은 상기 조광기에 직렬 연결된 복수의 저항, 그리고 상기 복수의 저항 중 하나에 병렬 연결된 제너 다이오드 또는 션트 레귤레이터에 의하여 생성되는 LED 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오프셋 전압은 상기 보정 전압을 더 포함하는 LED 조명 장치.
  8. LED 조명 장치의 조광 제어 방법에 있어서,
    LED 어레이 측에 배치된 제1 제어부가 소정 주기로 온_오프를 반복하는 펄스 신호를 생성하는 단계,
    상기 제1 제어부가 상기 펄스 신호를 조광기 측에 배치된 제2 제어부로 절연 트랜스포머를 통하여 전달하는 단계,
    상기 펄스 신호가 오프될 때, 상기 제2 제어부는 상기 절연 트랜스포머를 통하여 상기 LED 어레이를 제어하기 위한 조광 제어 신호를 상기 제1 제어부로 전달하는 단계,
    상기 제1 제어부는 교류 신호인 상기 조광 제어 신호를 직류 신호로 정류하는 단계,
    상기 제1 제어부는 정류된 신호로부터 오프셋 전압을 제거하는 단계, 그리고
    상기 제1 제어부는 오프셋 전압이 제거된 신호를 이용하여 상기 LED 어레이의 조광을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정류하는 단계에서는 다이오드를 이용하여 상기 조광 제어 신호를 정류한 후, 직류 전원의 전압을 더하고,
    상기 오프셋 전압을 제거하는 단계에서는 상기 직류 전원의 전압을 제거하는 조광 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오프셋 전압이 제거된 신호의 전압은 상기 조광기가 출력한 전압과 동일한 조광 제어 방법.
  10. 삭제
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